JP2022540255A - 逆止弁 - Google Patents

Abstract

本発明は逆止弁（１）に関し、逆止弁（１）は、少なくとも１つの入口（３）及び少なくとも１つの出口（４）を有するハウジング（２）であって、前記少なくとも１つの入口（３）に接続される流入室（５）及び前記少なくとも１つの出口（４）に接続される流出室（６）を定義するハウジング（２）と、前記流入室と流出室との間の通路を定義する弁座（７）と、前記弁座（７）に対して閉鎖位置と開放位置との間を変位可能なシャッター（８）と、を備え、前記逆止弁（１）には、前記シャッター（８）を前記開放位置と前記閉鎖位置との間に案内するためのガイドピン（９）が設けられ、前記ガイドピン（９）は、流入室（５）内において前記シャッターから離れる方向に少なくとも部分的に延び、前記ガイドピン（９）はガイドスリーブ（１０）内で移動可能に案内される。

Description

本発明は逆止弁に関し、逆止弁は、
少なくとも１つの入口及び少なくとも１つの出口を有するハウジングであって、前記少なくとも１つの入口に接続される流入室及び前記少なくとも１つの出口に接続される流出室を定義するハウジングと、
前記流入室と流出室との間の通路を定義する弁座と、
前記弁座に対して閉鎖位置と開放位置との間を変位可能なシャッターであって、前記閉鎖位置において、流体が前記通路を実質的に通過できないように前記シャッターが前記通路を閉じ、前記開放位置において、流体が前記通路を介して前記少なくとも１つの入口から前記少なくとも１つの出口へと流れることができるように前記シャッターが前記弁座から移動して前記通路を少なくとも部分的に開けるシャッターと、を備える。

そのような逆止弁は当技術分野で知られており、例えば、逆止弁を給水配管又は流体流調整器に配置することにより給水配管における逆流を防ぐために水道会社により使用される。

本発明の目的は、その安定性を高めることにより既知の逆止弁を改良することである。

この目的は、前記シャッターを前記開放位置と前記閉鎖位置との間に案内するためのガイドピンを更に備える前文に従う逆止弁により成就される。ガイドピンは、流入室内において前記シャッターから離れる方向に少なくとも部分的に延び、前記ガイドピンはガイドスリーブ内で移動可能に案内される。

流体の圧力及び原動力の結果として、シャッターに作用する力が入口の近くに存在する。ガイドピン及びガイドスリーブは、入口の比較的近くに配置される。そのため、ガイドピン及びスリーブは、前記力が作用する地点の比較的近くに配置される。その結果、ガイドピン及びガイドスリーブは、シャッターに作用する力を効果的に打ち消し得る。これは逆止弁の安定した動作に貢献することができる。

特に、ガイドピンが延びる方向は逆止弁の貫流方向に平行であり、逆止弁の貫流方向は入口から出口までの流れとして定義される。結果として、シャッターは、開放位置と閉鎖位置との間を前記方向に沿って、好ましくは前記方向に沿ってのみ移動可能であり得る。好ましくは、ガイドピンはスリーブに対して前記流れ方向にのみ移動可能である。

特に、スリーブは、逆止弁の本体の一部、場合によっては一体部分であり得る。ガイドピンは、シャッターに固定的に接続されてもよく、又はガイドピンはシャッターとモノリシックな部分であってもよいことに留意されたい。

ガイドスリーブ内で移動可能に案内されるガイドピンの代わりとして、ガイドピンが本体に対して固定され、その一方、シャッターがガイドピンに沿って移動可能に案内され得る。それ故、シャッターには、前記ピンを受け入れるための貫通穴が設けられ得る。この実施形態ではガイドスリーブは必要ないかもしれない。その場合、シャッターが適切に案内されることが好ましい。

結果的に前文に従う逆止弁が提供される。この逆止弁は、流入室内においてシャッターから離れる方向に少なくとも部分的に延びるガイドピンを備える。シャッターは、ガイドピンを使用して本体に対して移動可能に案内される。

逆止弁の一実施形態では、ガイドピンは、シャッターから見て第１方向に弁座を越えて延びる。

この実施形態では、ガイドピンは、弁座と出口との間の距離を増長させることなく、比較的長くすることができる。その結果、逆止弁はガイドピンの長さに対して比較的小さくなる。逆止弁の比較的小さい寸法は、例えば、流体流調整器又は給水管に容易に取り付けられるという利点を提供し得る。他方、ガイドピンの比較的長い長さは、ガイドピンの正確で安定した線形案内という利点を提供し得る。特に、ガイドピンは入口を越えて延び得る。

好ましくは、ガイドピンは、シャッターから離れて入口に向かう方向にのみ延びる。その場合、ガイドピンはシャッターの他方側から延びない。

この実施形態では、ガイドピンの全長が前述のカウンターモーメントに寄与し、シャッターによるガイドピンの安定した動きを可能にする。このようにガイドピンは、逆止弁の安定した動作のためにガイドスリーブと組み合わせて効果的に使用することができる。ガイドピンの全長を逆止弁の安定性を高めるために使用しているため、逆止弁のコンパクトさを維持することができる。

逆止弁の別の実施形態では、シャッターは、板形状、好ましくは円板形状の本体を備える。この実施形態は、板が入口から出口へと測定された場合に比較的短い逆止弁を許容するので、実用的であると判明し得る。

逆止弁の更に別の実施形態では、逆止弁は、ガイドピンと一致する縦軸の周りに半径方向に対称的に配置される複数の入口を備える。

この実施形態において、シャッターに対する流体の力はガイドピンの周りに集められ、そのため、ガイドピンに対する横方向力は実質的に相殺され得る。これが逆止弁の安定した動作に貢献することができる。

好ましくは、複数の入口が流入室内に入り込み、これも好ましくは閉鎖位置において複数の入口が流入室内に入り込む。閉鎖位置において、単一の流入室が複数の入口各々に接続される。

この実施形態において、複数の入口を通る流体の流れは流入室内で統合する。シャッターに対する流体の流れの圧力は、シャッターの面にわたって等しく分散され、これは逆止弁の安定した動作に更に貢献する。

逆止弁の更に別の実施形態において、逆止弁は、ガイドピンと一致する長手方向軸の周りに半径方向に対称的に配置される複数の出口を備える。

前記長手方向軸の周りに半径方向に対称的に出口を配置することにより、多かれ少なかれ安定した流体の流れパターンを作り出すことができると考えられ、これはシャッターに対して横方向に作用しないか又はわずかにしか作用しない。これにより逆止弁の安定した動作に貢献する。

実際には、逆止弁は、シャッターをその閉鎖位置に向けてプレテンションを与えるバイアス要素を更に備える。バイアス要素は、流体の流れがある一定の閾値を下回ると逆止弁を自動的に閉じる。逆止弁の幾何学的パラメータに関連して、バイアス要素のバイアス力を選択することにより、前記閾値を所望の値に設定することができる。

特に、バイアス要素は、少なくとも１つの出口に対面するシャッターの側に配置することができる。従って、バイアス要素は、シャッターをその閉鎖位置に付勢するための押し力を提供し得る。押し力を提供するバイアス要素は、容易に入手可能で、耐久性があり、比較的容易に取り付け可能であるという利点を提供し得る。より具体的には、バイアス要素は、圧縮ばねからなり得る。

特にまた、バイアス要素は流出室内に配置され得る。バイアス要素を流出室に配置することは逆止弁のコンパクトな構造をもたらし得る。

逆止弁の更に別の実施形態では、バイアス要素はシャッターに直接接触する。この実施形態は、逆止弁の比較的コンパクトな構造をもたらし得る。

逆止弁の更に別の実施形態では、逆止弁は、開放位置を越えるシャッターの動きを制限するための少なくとも１つの止部を備える。

シャッターが開放位置を越えて動かないようにする場合、開放位置が特に明確に定義される。その結果、シャッターが開放位置にあるとき、入力流体圧力が一時的に上昇したとしても比較的安定した流体の流れを確立することができる。

止部は、２つの協同する止部要素を備え得る。これら止部要素は、シャッターが開放位置にある時に相互に接触し、それによりシャッターが開放位置を越えて移動することを阻止する。第１の止部要素は、シャッターに接続されるか又はシャッターの一部であり得る。他方、第２の止部要素は、ハウジングに接続されるか又はハウジングの一部であり得る。

バイアス要素が圧縮ばねからなる場合、バイアス要素は止部の周りに配置され案内され得る。従って、止部はシャッターを停止する機能だけでなく、圧縮ばねを案内する機能をも実行する。結果として、これらの特徴を有する逆止弁は、比較的コンパクトであり得る。

より具体的には、止部は２つの止部要素を備え、一方がシャッターに固定され、他方がハウジングに固定される場合、圧縮ばねは止部要素の周りに案内され、それら止部要素の間に配置され得る。止部要素を圧縮スプリングのガイドとして使用することは、止部要素が圧縮ばねを介してシャッターを効果的に案内するため、逆止弁の安定した動作に貢献し得る。

逆止弁の更に別の実施形態では、逆止弁は、シャッターと弁座との間に配置されるＯリングを備える。

Ｏリングは、流入室から流出室への、従って逆止弁の入口から出口への液体の流れを遮断するために通路を閉じるのを支援し得る。従って、Ｏリングは、弁座により構成されるか又は弁座を構成すると言われ得る。

逆止弁は、例えば水の流れを調整するために流体流調整器で使用可能である。流体流調整器は、流体入口及び流体出口を有する弁室と、弁室内の弁部材とを備え得る。弁部材は弁室内で移動可能である。

弁部材は平坦であってもよいが、好ましくは弁部材は凹状である。弁部材は、通常、流体流調整器の流体入口の方向において及び／又は流体入口に隣接して凹状であり、及び／又は流体出口の方向において及び／又は流体出口に隣接して凸状である。

付加的に又は代替的に、弁部材は非対称の下面を有し得る。下面は、流体流調整器の流体出口により近いものとして定義される。

流体流調整器は、流体流調整器の流体入口に供給される流体の圧力が１．５～１０バールである時に、流体の流れを確実に及び／又は再現可能に調整し得る。使用中、流体流調整器の流体出口を流出する流体の流量の変動は、流体流調整器の液体入口に供給される流体の変化する圧力及び／又は流量において、好ましくは（平均で）２％未満、より好ましくは１％未満であるべきである。

弁部材の凹状及び／又は凸状の形状は、既知の流体流調整器と比較して流体流量の上述した比較的小さい変動に寄与する。流体の流量の比較的小さい変動は、流体の流量における極端に小さい変動であり得る。

弁部材の凹状及び／又は凸状の形状は、流体流調整器が少なくとも実質的に圧力に依存しない流体の流れを提供することができる圧力範囲の増長の主な要因である。少なくとも実質的に圧力に依存しない流体の流れは、実際的に圧力に依存しない流体の流れであり得る。

凹状の弁部材は、１つ又は複数の皿状、湾曲状、凹状、窪み状、没状、へこみ状、又は非平坦状であり得、及び／又はそのように呼ばれ得る。

使用中、弁室は、流体流調整器の流体入口と流体流調整器の流体出口との間の流路及び／又は境界を定義する。流体流調整器は、例えば、流れ調整器ハウジングを備え、流れ調整器ハウジングには、流れ調整器の流体の入口と流れ調整器の流体の出口とこれらの間の弁室とが設けられる。弁部材は、好ましくは、流れ調整器ハウジング内に配置され、流体流調整器の弁座へと及び弁座から移動可能であり、それらの間に流れ開口を定義する。弁部材は、流体の圧力の影響下で移動可能であり、液体の流れが圧力範囲にわたって実質的に一定であるように、流体の圧力及び／又は流量に応じて流れ開口のサイズを調整するように構成される。より高い圧力でさえ流れ開口を通る液体の流れを確実にするために、すなわち流れ開口の完全な閉鎖を防ぐために、流れ開口の弁座には、好ましくは、流体流調整器の弁座に向かう弁部材の動きを制限するための少なくとも１つの突出部材が設けられる。

使用中、弁部材は、弁室に対して、好ましくは上述のように流体流調整器の弁座に向かって及び弁座から移動し、流体入口に供給される流体の圧力及び／又は流量に実質的に依存しない圧力及び／又は流量にて、流体流調整器の流体入口から流体流調整器の流体出口への流体の流れを提供する。

逆止弁は、弁部材の下流に、すなわち、流体流調整器の弁部材の出口側に向かって配置され得る。従って、逆止弁の少なくとも１つの入口は、流体流調整器の流体出口に接続され得る。

逆止弁のハウジングは、金属、例えば鋼からなり得る。付加的に又は代替的に、シャッターは金属、例えば鋼からなり得る。これらの鋼の種類の両方は互いに独立し、１５０ＧＰａ～２５０ＧＰａ、より具体的には１９０ＧＰａ～２１０ＧＰａ、更に具体的には約２００ＧＰａのヤング率を有し得る。特に、逆止弁は、下流の流体圧力と比較して、０．５バールの上流流体圧力において５～１０Ｌ／分、好ましくは７～９Ｌ／分、更に好ましくは約７．８／分の水の貫流を許容する。

逆止弁は、少なくとも部分的に開放するように構成され得る。すなわち、シャッターは、シャッターの下流の圧力よりも少なくとも０，００１バール、好ましくは少なくとも０，００２バール、最も好ましくは０，００１バール高いシャッターの上流の圧力にて、その開放位置に向かって少なくともいくらか移動し得る。

本発明は、添付の図面を参照して更に説明される。

図１は、部分的に切断した逆止弁の実施形態の斜視図を概略的に示す。 図２Ａは、図１の逆止弁の上面図を概略的に示す。 図２Ｂは、図１の逆止弁の底面図を概略的に示す。 図３は図１～図２Ｂの逆止弁の縦方向断面図を概略的に示す。 図４は、上述した逆止弁を有する流体流調整器の断面図を概略的に示す。

図面において、同様の要素は同様の参照番号により言及される。

図１～３は逆止弁１を示す。逆止弁は、水等の液体等の流体の逆流を防ぐために使用され得る。逆止弁１はハウジング２を備え、ハウジング２はいくつかの入口３及びいくつかの出口４を有する。ハウジングは、入口３に接続される流入室５を定義する。従って、流体は、入口を介して流入室５に入ることができる。ハウジングはまた、出口４に接続される流出室６を定義する。従って、流体は出口４を介して流出室６を出ることができる。逆止弁１は、流入室５と流出室６との間の通路を規定する弁座７を有する。この実施形態では、弁座７はＯリング１２を備える。逆止弁１はシャッター８を更に有し、シャッター８は閉鎖位置と開放位置との間で弁座７に対して変位可能である。この実施形態では、シャッター８は円板状の本体である。逆止弁は、図１にその閉鎖位置で、図３にその開放位置で表される。閉鎖位置（図１）において、流体が通路を通ることができないようにシャッター８が通路を閉じる。開放位置（図３）において、シャッター８は弁座７から移動し、通路が開く。

逆止弁はガイドピン９を更に有する。ガイドピン９は、流入室５内においてシャッター８から離れるように延びる。ガイドピン９はガイドスリーブ１０内で案内される。この場合、ガイドスリーブ１０はハウジング２の一部である。ガイドピン９はガイドスリーブ１０内においてその長手方向に相互に移動可能であり、これによりシャッター８を前記方向におけるその開放位置と閉鎖位置との間に案内する。ガイドピン９は、その長さのために弁座７を越えて延びる。

逆止弁１は圧縮ばね１１を更に有する。圧縮ばね１１は、シャッター８をその閉鎖位置に向けて、すなわち弁座７に対して付勢するためのバイアス部材として機能する。圧縮ばね１１は、この場合流出室６にある出口４に対面するシャッター８の側に配置される。圧縮ばね１１はハウジング２とシャッター８との間に配置され、２つの止部要素１３、１４により案内される。止部要素１３、１４は協同して逆止弁１の止部を形成する。第１の止部要素１３はシャッターの一部であり、突部により形成される。第２の止部要素１４はハウジング２の一部であり、これも突部により形成される。圧縮ばね１１は、止部要素１３、１４の周りに配置され、その軸線に沿って止部要素１３、１４により案内される。図３に示すようにシャッター８が開放位置にある際、止部要素１３、１４は互いに接触し、シャッター８はその開放位置を越えて移動することができない。

図２Ａ及び２Ｂから分かるように、入口３（図２Ａ）及び出口４（図２Ｂ）は、逆止弁１の中心点Ｃ１、Ｃ２の周りに半径方向に対称に配置される。中心点Ｃ１、Ｃ２は、ガイドピン９の縦軸と一致する軸上にある。従って、入口３及び出口４は、ガイドピン９の長手方向軸の延長部の周りに放射状に対称に位置する。

図４は、流体流調整器１５の断面図を示す。流体流調整器１５は、流体入口２３ａ及び流体出口２３ｂを有する弁室１７を備える。弁室１７内に弁部材１６が存在する。弁部材１６は、弁室１７内を移動可能であり、弁室１７内の流体流調整器１５の弁座１８と接触可能である。重要なことに、弁部材１６は凹形状である。図４は、流体流調整器１５内の流体を示さない。

流体流調整器１５は動的流体流調整器とも呼ばれ得る。これは、弁部材１６が弁室１７に対して移動可能であるためである。これは、広く利用可能な圧力降下に依存する流体流調整器とは対照的である。

流体流調整器１５は、流体流調整器１５の上部又は流体入口２３ａにストレーナ２０を含む。流体流調整器１５は、流体流調整器１５の下部又は流体出口２３ｂに上述した逆止弁１を含む。逆止弁１の底部は、抵抗コントローラ２９と呼ばれることがある。ストレーナ２０はピン２１を有し、ピン２１は弁部材１６を弁室１７内に保つように支援する。

流体流調整器１５の上部又は流体入口２３ａにおけるストレーナ２０は、より大きい固体粒子が弁室１７に入るのを阻止することを支援する。抵抗コントローラ２９の穴、すなわち流体流調整器１５の底部又は流体出口２３ｂにおける逆止弁１の出口４は、流体流調整器１５の上部又は流体入口２３ａにおけるストレーナ２０の穴よりも大きく、そのため固体粒子は流体流調整器１５内に蓄積しない。従って、流体流調整器１５に流入する固体粒子は、通常、流出する。

弁部材１６は、流体入口２３ａの方向において凹状であり、流体出口２３ｂの方向において凸状である。

使用中、弁部材１６は弁室１７内を移動し、弁室内の弁座１８と接触可能である。弁部材１７は弁座１８に対して移動可能である。弁座１８は半径方向の幅１９が１．９７ｍｍである。

使用中、抵抗コントローラ２９は、弁室内の流体（図示せず）の背圧を制御するか又は操るために使用される。抵抗コントローラ２９は、弁室１７から流出する流体の流れを制限してより高い背圧を作り出す。

使用中、流体（図示せず）は弁室１７に入り、弁部材１６を押し下げる。一部の流体は、弁部材１６及び弁座１８を通過し、弁部材１６と弁座１８との間の間隙２６を通って流れる。例えば抵抗コントローラ２９によって引き起こされる、弁部材１６の下流の流体流調整器１５を通る制限された流体の流れのため、弁部材１６及び弁座１８を通過した流体の一部（図示せず）が、弁座の形状ために、矢印３０により示される流体流れの全体的方向に逆らって弁部材１６を押し戻す。弁部材１６の上流側に対する流体の力及び圧力が大きくなるほど、弁部材の下流側からの流体支持が大きくなる。弁部材１６の上流側に対する流体の力及び圧力が低減すると、弁部材の下流側からの流体支持も減少する。

矢印３０は、流体の流れの全体的な方向及び弁室１７の縦軸を示す。

弁部材１６はタブ２８を有し、タブ２８は弁室１７内に弁部材を位置付けるために使用される。弁部材１６はまた、弁室１７内に弁部材を位置付けるための開口３２をそこに有する。弁室１７はポスト３４を有し、弁部材１６における開口３２は、ポスト３４に対して配置される。すなわち、弁部材１６が弁室１７内にある場合、ポスト３４は開口３２を通ることができる。

本発明は、いくつかの特定の例及び実施形態を参照して上記に記述したが、本発明はそれに限定されない。その代わりに、本発明は、次に続く特許請求の範囲によって定義される主題に及ぶ。

Claims (18)

1. 少なくとも１つの入口及び少なくとも１つの出口を有するハウジングであって、前記少なくとも１つの入口に接続される流入室及び前記少なくとも１つの出口に接続される流出室を定義するハウジングと、
   前記流入室と流出室との間の通路を定義する弁座と、
   前記弁座に対して閉鎖位置と開放位置との間を変位可能なシャッターであって、前記閉鎖位置において、流体が前記通路を実質的に通過できないように前記シャッターが前記通路を閉じ、前記開放位置において、流体が前記通路を介して前記少なくとも１つの入口から前記少なくとも１つの出口へと流れることができるように前記シャッターが前記弁座から移動して前記通路を少なくとも部分的に開けるシャッターと、を備え
   前記シャッターを前記開放位置と前記閉鎖位置との間に案内するためのガイドピンによって特徴付けられ、前記ガイドピンは、流入室内において前記シャッターから離れる方向に少なくとも部分的に延び、前記ガイドピンはガイドスリーブ内で移動可能に案内される逆止弁。
2. 前記ガイドピンは、前記シャッターから見て第１方向において前記弁座を越えて延びる請求項１に記載の逆止弁。
3. 前記シャッターは、板形状の、好ましくは円板形状の本体を備える請求項１又は２に記載の逆止弁。
4. 前記ガイドピンと一致する長手方向軸の周りに半径方向に対称的に配置される複数の入口を備える請求項１～３のいずれか１項に記載の逆止弁。
5. 前記ガイドピンと一致する長手方向軸の周り半径方向に対称的に配置される複数の出口を備える請求項１～４のいずれか１項に記載の逆止弁。
6. 前記シャッターにその閉鎖位置に向けてプレテンションを与えるバイアス要素を更に備える請求項１～５のいずれか１項に記載の逆止弁。
7. 前記バイアス要素は、前記少なくとも１つの出口に対面する前記シャッターの側に配置される請求項６に記載の逆止弁。
8. 前記バイアス要素は前記流出室内に配置される請求項６又は７に記載の逆止弁。
9. 前記バイアス要素は前記シャッターに直接接触する請求項６～８のいずれか１項に記載の逆止弁。
10. 前記バイアス要素は圧縮ばねからなる請求項６～９のいずれか１項に記載の逆止弁。
11. 前記開放位置を越える前記シャッターの動きを制限するための少なくとも１つの止部を含む請求項１～１０のいずれか１項に記載の逆止弁。
12. 前記圧縮ばねは前記少なくとも１つの止部の周りに配置され案内される請求項１０又は１１に記載の逆止弁。
13. 前記止部は２つの止部要素を備え、その一方は前記シャッターに固定され、他方は前記ハウジングに固定され、前記圧縮ばねは前記２つの止部要素の周りに案内されかつこれらの間に配置される請求項１２に記載の逆止弁。
14. 前記シャッターと前記弁座との間に配置されるＯリングを備える請求項１～１３のいずれか１項に記載の逆止弁。
15. 前記ガイドピンは前記シャッターとモノリシックな部分である請求項１～１４のいずれか１項に記載の逆止弁。
16. 前記ガイドピンは、前記シャッターから前記入口に向かって離れる方向にのみ延びる請求項１～１５のいずれか１項に記載の逆止弁。
17. 前記閉鎖位置において複数の入口が流入室内に入り込む請求項１～１６のいずれか１項に記載の逆止弁。
18. 流体流調整器であって、
    流体入口及び流体出口を有する弁室と、
    前記弁室内の弁部材であって弁室内を移動可能な弁部材とを備え、
    前記弁部材は凹状であり、
    前記流体流調整器は、請求項１～１７のいずれか１項に記載の逆止弁を更に備える流体流調整器。

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